下图是工厂的流水线的一部分,传送盘运来的工件由导向板按原速率
下图是工厂的流水线的一部分,传送盘运来的工件由导向板按原速率转移到工作台上,操作员将完成作业的工件轻放到传送带上进行下一道工序.工件与传送盘、传送带之间的动摩擦因数都为μ1=0.6,与工作台的动摩擦因数为μ2=0.2,传送盘上的工件到转轴的距离为R=2m.取g=10m/s2,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:

(1)要使工件不被传送盘甩出去,传送盘的转速不超过多少转/分;
(2)为便于作业,工件必须停在工作台上,工作台至少有多长;
(3)若工件传到工作台上的初速度为v1=2.4m/s,传送都是等时间间隔的,操作员每秒处理两个工件,工件在工作台上没有积压,在(2)问所述的工作台上,最多有几个工件;
(4)若传送带足够长,传送带以恒定速率v2=3m/s运送质量为m=0.5kg的工件,平均每传送一个工件,电动机对皮带做功的平均功率为多少.不计其他阻力.
答案:(1)16.5转/分 (2)3m (3)3个 (4)9W
解析:(1)设工件恰好不被甩出时的速度为v,此时静摩擦力达到最大.对工件用牛顿第二定律:μ1mg=m
得v=2
m/s,传送盘的转速n=
代入数据得n≈16.5转/分
(2)在工作台上,对工件用动能定理:μ2mgl=
mv2
得工作台长度l=3m
(3)设在工作台上,工件运动加速度为a,由牛顿第二定律-μ2mg=ma,得a=-2m/s2
工件在工作台上运动时间为t=
=1.2s,工作台上最多有3个工件.
(4)每个工件在加速过程的时间为t1=
=0.5s
位移为x1=
μ1gt
=0.75m
该时间内皮带的位移为x2=v2t1=1.5m
因此摩擦生热Q=μ1mg(x2-x1)=2.25J
电动机传送每个工件需要做的总功是W=
mv
+Q=4.5J
平均每传送一个工件,平均功率
=
W=9W.